Γιάννης Β. Ντελής Δάσκαλος – Φυσικός Συνεργάτης του Ε.Κ.Φ.Ε Καρδίτσας

ΕΡΕΥΝΩ ΚΑΙ ΑΝΑΚΑΛΥΠΤΩ Ε΄ ΤΑΞΗΣ ΦΥΣΙΚΑ ΔΗΜΟΤΙΚΟΥ ΕΡΕΥΝΩ ΚΑΙ ΑΝΑΚΑΛΥΠΤΩ Ε΄ ΤΑΞΗΣ

ΕΚΤΙΜΩ ΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ Ένας μαθητής/τρια τοποθετεί τα χέρια μέσα στα δοχεία με το κρύο και το ζεστό νερό. Στη συνέχεια τοποθετεί και τα δύο χέρια στο χλιαρό νερό. Η εκτίμηση είναι ότι το ένα χέρι «δείχνει» ότι το νερό είναι ζεστό και το άλλο κρύο. Η διαφορετική θερμοκρασία των χεριών οδηγεί σε λάθος εκτίμηση της θερμοκρασίας.

ΘΕΡΜΟΜΕΤΡΗΣΗ Για να μετρήσουμε σωστά τη θερμοκρασία των σωμάτων χρησιμοποιούμε τα θερμόμετρα. Υπάρχουν θερμόμετρα υδραργύρου, οινοπνεύματος και ηλεκτρονικά. Στο σχολικό εργαστήριο χρησιμοποιούμε θερμόμετρα οινοπνεύματος. Είναι φθηνά και ακίνδυνα. Τοποθετούμε την άκρη του θερμομέτρου μέσα στη μάζα του σώματος που θέλουμε να μετρήσουμε τη θερμοκρασία. Περιμένουμε μερικά λεπτά μέχρι να σταθεροποιηθεί η στήλη του οινοπνεύματος. Έτσι έχουμε την ένδειξη της θερμοκρασίας. Προσέχουμε η νοητή γραμμή μάτι – θερμόμετρο να είναι κάθετη στον άξονα του θερμομέτρου.

ΜΕΤΡΗΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΒΡΑΣΜΟΥ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ Μέσα σε έναν πυρίμαχο δοκιμαστικό σωλήνα τοποθετούμε ένα θερμόμετρο και λίγο νερό βρύσης. Προσέχουμε το θερμόμετρο να μην ακουμπάει στον πυθμένα του σωλήνα. Θερμαίνουμε το νερό και παρατηρούμε ότι όταν η θερμοκρασία φθάσει περίπου τους 100oC βράζει. Η θερμοκρασία παραμένει σταθερή καθ’ όλη τη διάρκεια του βρασμού. Το ενδεχόμενο σφάλμα υπάρχει λόγω του ότι το νερό είναι νερό βρύσης, λόγω υψομέτρου (ατμοσφαιρική πίεση) και λόγω ακρίβειας μέτρησης του θερμομέτρου.

ΜΕΤΡΗΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΤΗΞΗΣ ΤΟΥ ΠΑΓΟΥ Σε ένα γυάλινο ποτήρι ζέσεως βάζουμε μερικά παγάκια και λίγο νερό. Τοποθετούμε μέσα το θερμόμετρο και παρατηρούμε για μερικά λεπτά την ένδειξή του. Παρατηρούμε ότι μέχρι να λιώσει όλος ο πάγος η θερμοκρασία παραμένει σταθερή περίπου στους 0ο C. Η θερμοκρασία τήξης του πάγου είναι φυσικά ίδια με τη θερμοκρασία πήξης του νερού.

ΔΙΑΣΤΟΛΗ ΣΤΕΡΕΩΝ Χρησιμοποιούμε τη συσκευή σφαιρικής διαστολής του εργαστηρίου. Αρχικά δείχνουμε στους μαθητές μας ότι η σφαίρα περνάει μέσα από την οπή. Θερμαίνουμε τη σφαίρα για λίγα λεπτά στο γκαζάκι και παρατηρούμε ότι η σφαίρα δεν περνάει μέσα από την οπή.

ΔΙΑΣΤΟΛΗ ΣΤΕΡΕΩΝ Συσκευή γραμμικής διαστολής. Χρειαζόμαστε μια ξύλινη βάση, ένα κομμάτι λαμαρίνας περίπου 30 εκ., δύο μαγνήτες, οδοντογλυφίδα, καλαμάκι, κεριά ρεσώ και χαρτόνι. Στερεώνουμε τη λαμαρίνα από τη μια άκρη της και δημιουργούμε την κατασκευή που βλέπετε στις εικόνες. Βάζοντας τα κεριά κάτω από τη λαμαρίνα αυτή ζεσταίνεται και ο δείκτης αποκλίνει, που σημαίνει ότι η λαμαρίνα διαστέλλεται. Αν απομακρύνουμε τα κεριά ο δείκτης επανέρχεται στην αρχική του θέση, γιατί η λαμαρίνα ψύχεται και συστέλλεται. Δείτε και το παρακάτω βίντεο: https://youtu.be/SHraKKa-x1E

ΔΙΑΣΤΟΛΗ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ Για να δείξουμε τη διαστολή των υγρών χρησιμοποιούμε μια γυάλινη σφαιρική φιάλη, ένα διάτρητο πώμα, ένα γυάλινο σωλήνα, γκαζάκι, τρίποδο στήριξης και κεραμικό πλέγμα. Μέσα στη φιάλη βάζουμε χρωματιστό νερό. Προσέχουμε να μην υπάρχει αέρας στο σημείο που το πώμα μπαίνει στη γυάλινη φιάλη. Σημειώνουμε την στάθμη του υγρού. Θερμαίνουμε το υγρό και παρατηρούμε ότι η στάθμη του ανεβαίνει. Αν το υγρό ψυχθεί η στάθμη κατεβαίνει.

ΔΙΑΣΤΟΛΗ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ Χρησιμοποιούμε δύο γυάλινες λεκάνες, μια γυάλινη σφαιρική φιάλη και ένα μπαλόνι. Στη μια λεκάνη ρίχνουμε νερό βρύσης και αρκετά παγάκια ώστε να κρυώσει το νερό αρκετά. Στην άλλη γυάλινη λεκάνη βάζουμε πολύ ζεστό νερό. Αρχικά βάζουμε τη γυάλινη φιάλη στη γυάλινη λεκάνη με τα παγάκια, ώστε να παγώσει ο αέρας που περιέχει. Τοποθετούμε κατόπιν το μπαλόνι πάνω στη φιάλη. Μετά βάζουμε τη φιάλη στο ζεστό νερό και παρατηρούμε ότι το μπαλόνι φουσκώνει λόγω διαστολής του αέρα που περιέχει. Δείτε επίσης και το παρακάτω βίντεο στο youtube https://youtu.be/VPYSIMsGR0c